DE1763013B2

DE1763013B2 - PROCEDURES FOR OPERATING DIRECT CONVERTERS

Info

Publication number: DE1763013B2
Application number: DE19681763013
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Graz Aichholzer (Osterreich), Peyer, Arthur, Pr, Otel fingen (Schweiz)
Original assignee: Maschinenfabrik Oerhkon, Zurich Schweiz)
Priority date: 1967-06-27
Filing date: 1968-03-22
Publication date: 1972-09-07
Also published as: DE1763013A1; BE713562A; CH488322A; SE336621B; FR1565845A

Description

löst, daß in einem ersten Arbeitsbereich, in dem das därstromes j_f stets im gleichen Augi verbraucherseitig gelegene Sekundärnttz nicht aus- der Wendungen des Primärstromes ^ reicht, den Direktumrichter zu führen, das Primärnetz In den Kommutierungskreisen für die Führung übernimmt, daß dabei die sekundären gemeinsamen Kommutierungen, bei -Kommutierungen des Direktumrichters stets gemein- 5 schraffierten Kreis der Fig. 2 tu: sam mit einer der primären Kommutierungeii erfol- zwischen den Ventilen 10 und 8, \ _ gen, wobei die primäre Kommutierungsfrequenz hö- rungsspannung die Summe von primärer Netzspanher ist als iüe sekundäre Kommutierungsfrequenz, so nung und Sekundärspannung, daß die sekundären Kommutierungsperioden zumin- Deshalb ist die gemeinsame dest eine primäre Kommutierungsperiode überdecken ίο dann sichergestellt, ™™" di und daß in einem zweiten Arbeitsbereich, in dem das Null ist, beispielsweise Sekundärnetz zur Führung des Direktonrichters aus- Maschine oder wenn < reicht, das Sekundärnetz die Führung übernimmt rpären Netzspannung entgegengerusolves the fact that in a first working area, in which the därstromes j _f always in the same Augi secondary located on the consumer side is not enough to lead the turns of the primary current ^ to lead the direct converter, the primary network in the commutation for the lead takes over that the secondary common commutations, in the case of commutations of the direct converter, the hatched circle in FIG Netzspanher is as iüe secondary commutation frequency, so voltage and secondary voltage that the secondary commutation periods at least therefore cover the common at least one primary commutation period ίο then ensured, ™phia "di and that in a second working range, in which this is zero, for example secondary network to guide the director from machine or if <is enough , the secondary network takes the lead against the opposite mains voltage

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens als diese ist, was bedeutet, daß der The advantages of the method according to the invention as this is what means that the

bestehen darin, daß auch bei einer beliebig tiefen Se- 15 tive Blindleistung an das sekundäre Wechselstrom-consist in the fact that, even with any low level of reactive power, the secondary alternating current

kundärfrequenz die Speicherdrossel voll wirksam system abgibt. .secondary frequency the storage choke system emits fully effective. .

bleibt und sogar induktive Blindleistung an das sekun- Das Verfahren ist auf alle symmetrischen Scha -remains and even inductive reactive power to the second. The process is based on all symmetrical

däre Wechselstromsystem abgegeben werden kann. tungen von Direktumrichteni anwendbar. Eine Schal-the AC system can be supplied. direct convertersi applicable. A scarf

Fig.4 zeigt die Zusammenhänge in Form eines tung heißt dann symmetrisch, wenn jedes Ventil so-Fig. 4 shows the relationships in the form of a device is called symmetrical when each valve is

ZeitdiagTammes für die gleichen Größen wie Fig. 3. ao wohl einem primären als auch einem sekundärenTime diagram stem for the same quantities as Fig. 3. ao probably a primary as well as a secondary

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die sekundären Korn- Stromrichter angehört. Dann liegt jedes Ventil sowohlFrom Fig. 4 it can be seen that the secondary grain converter belongs to. Then each valve is both

mutierungen stets gemeinsam mit einer der primären in einem unabhängigen primären als auch in einem se-mutations always together with one of the primary in an independent primary as well as in a se-

Kommutierungen erfolgen und daß damit im vorlie- kundären Kommutierungskreis, wie esCommutations take place and that in the present commutation circuit, like it

genden (zweipulsigen) Fall die Wendung des Sekun- nung entsprechend F i g. 2 der Fall ist.In the lower (two-pulse) case, the turn of the second corresponds to FIG. 2 is the case.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

nenfrequenz oder bei Vorhandensein einer Asyn-frequency or in the presence of an asynchronous

Patentanspruch- chronmaschine ist diese Voraussetzung jedoch nichtHowever, this prerequisite is not a patent claim chronometer

erfüllt Dann kann das Primärnetz zur sekuudärsaiti-fulfilled Then the primary network can be used for the secondary

Verfahren zum Betrieb von Direktumrichtern, gen Führung benutzt werden.Procedures for operating direct converters can be used for guidance.

which work with natural commutation, S The directional converter according to Fig.2 contains as characterized in that in one of them a primary transformer 1, a secondary working area in which the consumer transformer 2 and controllable valves 8,9,10,11 are not otherwise located secondary network is sufficient to control the di- like a storage choke 7. This serves to lead the morektumrichter, the primary network takes over the leading power differences between the primary, so that the secondary coordinators and secondary network compensate for it. The valve mutations of the direct converter always in common pairs 8, 9 or 10, 11 are each in a primary sam with one of the primary commutations. 11 each in a secondary commutation circuit, the frequency is higher than the secondary commutation. Known method for operating direct commutation

tion frequency, so that the secondary commutation rectifiers with natural commutation consist of at least one primary commutation period in that the periodically changed modulation period covers and that in two of the primary converters approximately trapezoidal or site working range in which the secondary network is used Nut-shaped secondary voltages or currents from the direct converter are sufficient to be generated (trapezoidal converter or control converter secondary network takes over. ao ter) "For routing the converter on the secondary side

wird dabei das Primärnetz herangezogen (primärnetzgeführter Betrieb). Eine allenfalls vorhandene Drosselthe primary network is used (primary network-controlled operation). A possibly existing throttle

kann nicht als Speicherdrossel wirken, weshalb sehrcannot act as a storage choke, which is why very much

große Netzrückwirkungen (Unsymmetrien, Obers5 wellen, Unterwellen) auftreten. Weitere Nachteile dieser Verfahren sind der teils sehr schlechte netzseitigelarge network perturbations (asymmetries, upper waves, lower waves) occur. Further disadvantages of this method are the sometimes very poor network side

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Leistungsfaktor und die geringe Ausnutzung der Betrieb von Direktumrichtern, welche mit natürlicher Halbleiterventile.The invention relates to a method for power factor and the low utilization of the Operation of direct converters, which with natural semiconductor valves.

Kommutierung arbeiten. Unter der Führung eines Bei einem anderen bekannten Verfahren wird zurCommutation work. Under the guidance of another known method, for

Stromrichters oder eines Umrichters wird das Erzwin- 30 sekundärseitigen Führung des Umrichters das sekungen der inneren Stromübergänge von einem Ventil auf däre Wechselstromsystem benutzt (sekundärnetzgedas folgende verstanden, wozu gegenüber den Wech- führter Betrieb, maschinengeführter Betrieb). Dabei seiströmen voreilende Wechselspannungen, söge- wird normalerweise eine Speicherdrossel vorgesehen, nannte Führungsspannungen erforderlich sind, d. h., so daß nur geringe Netzrückwirkungen auftreten. Für daß ein führendes Wechselstromsystem induktive 35 das Beispiel der Anordnung entsprechend F i g. 2 wird Blindleistung an den geführten Stromrichter oder Um- das Verfahren mittels der Zeitdiagramme der F i g. 3 richter abgeben muß. Erfolgen die genannten Strom- näher erläutert. Auf der Abszisse ist dort die Zeit t, übergänge ohne daß der Gesamtstrom lückt, so wer- auf der Ordinate sind die Primärspannung u, und der den sie als Kommutierungen bezeichnet und die ent- Primärstrom /, bzw. die entsprechenden Sekundärgrösprechenden Führungsspannungen als Kommutie- 40 ßenu_?, i_t aufgetragen, deren Bezugsrichtungen der rungsspannungen. Unter natürlicher Kommutierung F i g. 2 zu entnehmen sind. Die Zahlen 8, 9 usw. in versteht man die Tatsache, daß die Kommutierungs- F i g. 3 zeigen an, welches Ventil den Strom führt, spannung der Stromrichter von einem Netz oder von Die F i g. 3 läßt erkennen, daß die primären Kom-Converter or a converter, the converter is used on the secondary side by lowering the internal current transitions from a valve to the AC system (secondary network means the following, including compared to the Wech- led operation, machine-operated operation). In this case, leading alternating voltages flow, so a storage choke is normally provided, so-called reference voltages are required, that is, so that only minor network perturbations occur. For a leading AC system inductive 35 the example of the arrangement according to FIG. 2 is reactive power to the guided converter or converting the method by means of the timing diagrams of FIG. 3 judges must submit. If the mentioned electricity occurs - explained in more detail. On the abscissa there is the time t, transitions without the total current gaps, so on the ordinate are the primary voltage u, and which they are referred to as commutations and the ent 40 ßenu _? , i _t plotted their reference directions of the voltage stresses. With natural commutation F i g. 2 can be found. The numbers 8, 9 etc. in one understands the fact that the commutation F i g. 3 indicate which valve carries the current, voltage of the converter from a network or from the Fig. 3 shows that the primary components

einer Maschine, nicht hingegen von einem Schwing- mutierungen zwischen den Ventilen 8, 9 bzw. zwikreis stammt. 45 sehen den Ventilen 10,11 unabhängig von der Sekun-a machine, but not from an oscillation mutation between the valves 8, 9 or intermediate circuit. 45 see the valves 10, 11 regardless of the second

Umrichter werden bekanntlich in Zwischenkreis- därspannung erfolgen. Andererseits sind die sekundäumrichter und Direktumrichter eingeteilt. Fi g. 1 gibt ren Kommutierungen zwischen den Ventilen 9 und 10 beispielsweise einen Zwischenkreisumrichter, F i g. 2 bzw. zwischen den Ventilen 8 und 11 unabhängig von einen Direktumrichter wieder. der Primärspannung, sofern das sekundäre Wechsel-It is well known that converters are made in DC link voltage. On the other hand, the secondary converters and direct converters are divided. Fi g. 1 gives ren commutations between valves 9 and 10 for example an intermediate circuit converter, FIG. 2 or between the valves 8 and 11 regardless of a direct converter again. the primary voltage, provided that the secondary alternating

Gemäß F i g. 1 wird mit 1 ein Primärtransforma- 5° Stromsystem imstande ist, den Umrichter zu führen, tor, mit 2 ein Sekundärtransformator, und mit 3, 4, 5, Nun kann aber eine sekundärseitig angeschlosseneAccording to FIG. 1 with 1 a primary transforma- 5 ° current system is able to lead the converter, tor, with 2 a secondary transformer, and with 3, 4, 5, but now a secondary transformer can be used

6 are controllable valves; 7 shows a machine at low speeds that is used to guide the throttle. The valves?, 4, together with the required voltage and reactive power, form a primary transformer 1 the secondary 55 proposed to primary network-led operation via transformer 2 a secondary converter. It should go, in which case, however, the storage inductor their assumed that the primary alternating current network can not fulfill the original task and execute the primary power converter. The commutations even make operation more difficult.

between the valves 3 and 4 thus take place with the help of It is the object of the invention to provide a method for

the primary voltage, regardless of the 60 Operation of direct converters, which with natural secondary voltage. The secondary alternating current system commutation work to indicate that it allows the system to be a network or a machine. The rotating Marichter connected to the secondary side can be operated accordingly with regard to the machine with higher, but also with very low rotary valves 5, 6 (which for commutation in seconds (borderline case: standstill) ) controlled by a secondary power supply or 65 also operate a sufficiently large storage dumping machine, provided that the machine can always remain switched on to suppress repercussions on the necessary commutation reactive power and voltage in the primary network,
able to provide. In the case of very deep machinery, this object is achieved according to the invention